C语言——结构体(全)

目录

一、结构体的设计

二、结构体变量的初始化

2.1结构体在内存表示;

2.2结构体初始化;

 2.3结构体指针变量

 2.4结构体嵌套结构体

三、结构体成员访问 

3.1、结构体成员访问

3.2、结构体变量和指针

​3.3、结构体和函数 

四、结构体与数组

五、计算结构体大小

三个规则:

例1、​

 例2、

指定对齐值

总结


一、结构体的设计

C语言提供了基本的数据结构,例如 char 、short 、int 、float....等类型;这些偶称为内置类型。怎样设计出来属于自己的类型?

程序员可以使用结构体来封装一些属性,设计出新的类型,在C语言中称为结构体类型。

结构体的定义形式为

struct 结构体名
{
   成员列表(可以是基本的数据类型,指针,数组或其他结构类型)
};

举个例子来说吧;

客观事务(实体)是复杂的,要描述它必须从多方面进行;也就是用不同的数据类型来描述不同的方面;用学生实体来说:

学生拥有什么? 学号、姓名、性别、年龄;

struct Student
{
  char s_id[8];
  char s_name[8];
  char s_sex[4];
  int s_age;
};

注意以下几点;

(1)、关键字struct是数据类型说明符,指出下面说的是结构体类型;

(2)、标识符Student是结构体的类型名;

(3)、最后的分号一定要写;

二、结构体变量的初始化

结构体是一种数据类型,也就是说可以用它来定义变量。

结构体就像一个“模板”,定义出来的变量都具有相同的性质。可以将结构体比作“图纸”,结构体变量比作“零件”,根据同一张图纸生产出来的零件的特性都是一样的;

结构体是一种数据类型,是创建变量的模板,不占用内存空间;结构体变量才包含了实实在在的数据、需要存储空间;

2.1结构体在内存表示;

C语言——结构体(全)_第1张图片

 C语言中  struct 不可少

2.2结构体初始化;

C语言——结构体(全)_第2张图片

 2.3结构体指针变量

C语言——结构体(全)_第3张图片

 2.4结构体嵌套结构体

C语言——结构体(全)_第4张图片

三、结构体成员访问 

3.1、结构体成员访问

结构体变量使用   .   访问;

结构体变量.对象

#include
#include
struct Date
{
	int year;
	int month;
	int day;
};
struct Student
{
	char s_name[20];
	struct Date birthday;
	float score;
};
int main()
{
	struct Student stu = { "liuwen",2000,10,1,99.9 };
	printf("name=%s\nbirtyday=%d.%d.%d\nscore=%f\n", stu.s_name, stu.birthday.year, stu.birthday.month, stu.birthday.day, stu.score);
	stu.score = 77;
	printf("name=%s\nbirtyday=%d.%d.%d\nscore=%f\n", stu.s_name, stu.birthday.year, stu.birthday.month, stu.birthday.day, stu.score);
	return 0;

C语言——结构体(全)_第5张图片

注意:对结构体变量整体赋值有三种情况

 (1)定义结构体变量(用{}初始化)

(2)用已定义的结构体变量初始化

(3)结构体类型相同的变量可以作为整体相互赋值;

在C语言中不存在结构体类型的强制转换。

3.2、结构体变量和指针

内置类型可以定义指针变量,结构体类型也可以定义结构体类型指针;

结构体类型指针访问成员的获取和赋值形式:

(1)(*p). 成员名(.的优先级高于*,(*p)两边括号不能少)

(2)   p->成员名(->指向符)

示例:

#include
#include
//#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
struct Inventory//商品
{
	char description[20];//货物名
	int quantity;//库存数据
};
int main()
{
	struct Inventory sta = { "iphone",20 };
	struct Inventory* stp = &sta;
	char name[20] = { 0 };
	int num = 0;
	(*stp).quantity = 30;
	stp->quantity = 30;
	strcpy_s(name,sizeof(stp->description),stp->description);
	printf("%s %d\n", stp->description, stp->quantity);
	printf("%s %d\n", (*stp).description, (*stp).quantity);
	return 0;
}

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C语言——结构体(全)_第6张图片 3.3、结构体和函数 

示例:

#include
#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
struct School
{
	char s_name[20];//学校
	int s_age;
};
void Print_a(struct School sx)
{
	printf("%s %d\n", sx.s_name, sx.s_age);
}
void Print_c(struct School* sp)
{
	printf("%s %d\n", sp->s_name, sp->s_age);
}
int main()
{
	struct School sx = { "xi'an",100 };
	Print_a(sx);
	Print_c(&sx);
	return 0;
}

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 内存什么的看上面;

两种传参那个更好?通过内存可以看出来;

四、结构体与数组

结构体数组,是指数组中的每一个元素都是一个结构体类型。在实际应用中,C语言结构体数组常被用来表示有相同的数据结构的群体,比如一个班的学生,一个公司的员工等;

例如:

#include
#include
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
struct Student
{
	char s_name[20];//姓名
	int age;//年龄
	float score;//成绩
};
int main()
{
	struct Student cla[] =
	{
		{"liuwen",18,149.9},
		{"qnge",18,145},
		{"anan",19,188},
	};
	return 0;
}

五、计算结构体大小

三个规则:

(1)、结构体变量的首地址,必须是结构体变量的“最大基本数据类型成员所占字节数”的整数倍;

(2)结构体变量中的每个成员相对于结构体首地址的偏移量,都是该成员基本数据类型所占字节数的整数倍;

(3)、结构体变量的总大小,为结构体变量中“最大基本数据类型成员所占字节”的整数倍;

示例:假设总零地址开始(计算)

例1、

struct node
{
	char cha;
	int ia;
	char chb;
};
int main()
{
	int size = 0;
	struct node sd = { 'a',2,'b' };
	printf("%d\n", sizeof(struct node));//12
	return 0;
}

C语言——结构体(全)_第7张图片

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 例2、

struct node
{
	char cha;
	char chb;
	int ia;
};
int main()
{
	int size = 0;
	struct node sd = { 'a','b',2 };
	printf("%d\n", sizeof(struct node));//12
	return 0;
}

C语言——结构体(全)_第8张图片

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为什么要理解字节对齐问题?

(1)内存大小的基本单位是字节(byte),理论上来讲,可以从任意地址访问变量,但是实际上, cup并非逐字节读写内存,而是以2,4,或8的倍数的字节块来读写内存,因此就会对基本数据类型的地址作出一些限制, 即它的地址必须是2, 4或8的倍数。那么就要求各种数据类型按照一定的规则在空间. 上排列,这就是对齐。

(2)有些平台每次读都是从偶地址开始,如果一个int 型(假设为32位系统)如果存放在偶地址开始的地方那么一个读周期就可以读出这32bit,而如果存放在奇地址开始的地方,就需要2个读周期,并对两次读出的结果的高低字节进行拼凑才能得到该32bit数据。显然在读取效率上下降很多。

(3)由于不同平台对齐方式可能不同,如此一来,同样的结构在不同的平台其大小可能不同,在无意识的情况下,互相发送的数据可能出现错乱,甚至引|发严重的问题。

指定对齐值

预处理指令# pragma pack(n)可以改变默认对齐数。n取值是1,2, 4,8, 16。

总结

1)结构体变量的首地址,必须是MIN{"结构体最大基本数据类型成员所占字节数",指定对齐方式}大小的整数倍。
2)结构体每个成员相对于结构体首地址的偏移量,都是MIN{基本数据类型成员,指定对齐方式}大小的整数倍。
3)结构体的总大小,为MIN{结构体“最大基本数据类型成员所占字节数”(将嵌套结构体里的基本类型也算上,得出最大基本数据类型成员所占字节数),指定对齐方式} 大小的整数倍。
 


 

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